AT507776B1 - DEVICE FOR DETECTING AND CORRECTING DEFECTS IN WOOD - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen und Korrigieren von Fehlstellen in Holz mit einem Fehlstellen erkennenden und -messenden Sensor (1), mit einer Fördereinrichtung (2) für das zu prüfende Holz (5) und mit etwaige Fehlstellen ausbessernden Werkzeugen (3), die rechnergesteuert entlang wenigstens zweier, vorzugsweise dreier, Achsen bezüglich der Fördereroberfläche (6) mit Vorschüben verlagerbar sind, wobei die Werkzeuge (3) auf einem die Fördereinrichtung (2) quer zur Förderrichtung überspannenden Portal (4) quer zur Förderrichtung verlagerbar angeordnet sind. Um vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass dem Portal (4) wenigstens ein am Portal (4) quer zur Förderrichtung (7) verlagerbarer Führungsträger (8) zugeordnet ist, entlang dessen in Förderrichtung (7) ausgerichteter Führung (9) ein Werkzeugschlitten (10) verlagerbar ist.The invention relates to a device for detecting and correcting defects in wood with a defect detecting and measuring sensor (1), with a conveyor (2) for the wood to be tested (5) and with any defects repairing tools (3), the computer-controlled along at least two, preferably three, axes with respect to the conveyor surface (6) are displaceable with feeds, wherein the tools (3) on a conveyor (2) transversely to the conveying direction spanning portal (4) are arranged transversely to the conveying direction displaced. In order to create advantageous construction conditions, it is proposed that the portal (4) is assigned at least one guide slide (8) displaceable transversely to the conveying direction (7) along its guide (9) aligned in the conveying direction (7) (10) is relocatable.
Description
österreichisches Patentamt AT507 776B1 2010-08-15Austrian Patent Office AT507 776B1 2010-08-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen und Korrigieren von Fehlstellen in Holz mit einem Fehlstellen erkennenden und -messenden Sensor, mit einer Fördereinrichtung für das zu prüfende Holz und mit etwaige Fehlstellen ausbessernden Werkzeugen, die rechnergesteuert entlang wenigstens zweier, vorzugsweise dreier, Achsen bezüglich der Fördereroberfläche mit Vorschüben verlagerbar sind, wobei die Werkzeuge auf einem die Fördereinrichtung quer zur Förderrichtung überspannenden Portal quer zur Förderrichtung verlagerbar angeordnet sind.Description: The invention relates to a device for detecting and correcting defects in wood with a defect-detecting and -messenden sensor, with a conveyor for the wood to be tested and with any defects repairing tools, the computer-controlled along at least two, preferably three, Axes with respect to the conveyor surface can be displaced with feeds, wherein the tools are arranged transversely to the conveying direction on a conveyor transversely across the conveying direction spanning portal.
[0002] Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 239 143 A2 bekannt, welche die zu reparierenden Fehlstellen mit einem Sensor erkennt, der üblicherweise aus einer Mehr- bzw. Vielzahl an zum Sensor verschalteten Sensoreinheiten besteht. Damit lässt sich die Lage der Fehlstellen am Holz, insbesondere an Holzplatten oder Latten bzw. Trägern eindeutig feststellen. Im Anschluss daran wird das Produkt in festgelegten Taktschüben und Abständen einer oder mehreren Arbeitsstationen zugeleitet, in denen die erforderlichen Ausbesserungsarbeiten durchgeführt werden. Dazu wird ein auszubesserndes Holz mit der Fördereinrichtung zu einem Ausbesserungswerkzeug verlagert, dort angehalten und anschließend die Fehlstelle mit dem Ausbesserungswerkzeug versorgt, wonach das entsprechende Holz gegebenenfalls bis zur nächsten Fehlstelle oder Arbeitsstation weitergefördert wird. Zu diesem Zweck können entlang des Förderbandes mehrere derartiger Werkzeuge vorgesehen sein, denen je ein gesonderter Antrieb zugeordnet ist.A generic device is known for example from EP 239 143 A2, which detects the defects to be repaired with a sensor, which usually consists of a plurality or variety of sensor units connected to the sensor. Thus, the location of the defects on the wood, especially on wood panels or slats or straps can be clearly determined. Following this, the product will be routed at specified intervals and intervals to one or more workstations where the required repair work will be performed. For this purpose, a wood to be repaired is moved with the conveyor to a repair tool, stopped there and then supplies the fault with the repair tool, after which the corresponding wood is optionally further promoted to the next defect or workstation. For this purpose, a plurality of such tools may be provided along the conveyor belt, each associated with a separate drive.
[0003] Eine andere Vorrichtung zum Ausbessern von Fehlstellen in Holz (DE 102 23 831 A1) umfasst auf einem Portal angeordnete Werkzeuge, die quer zur Förderrichtung des Holzes velagerbar angeordnet sind. Diese Vorrichtung benötigt allerdings eine nicht unerhebliche Anzahl an Portalen, was die Baulänge der Vorrichtung in unerwünschtem Masse erhöht. Ein Brett an einer bestimmten Stelle zu bearbeiten während es einem kontinuierlichen Vorschub unterliegt ist beispielsweise aus der EP 2 006 060 A1 bekannt.Another device for repairing defects in wood (DE 102 23 831 A1) comprises arranged on a portal tools that are arranged spatially transversely to the conveying direction of the wood. However, this device requires a significant number of portals, which increases the length of the device undesirably. To edit a board at a certain point while it is subjected to a continuous feed is known, for example, from EP 2 006 060 A1.
[0004] Zudem können Fehlstellen auch manuell erkannt und repariert werden, was sich für eine Großserienfertigung allerdings nicht rechnet. Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Vorrichtung liegt darin, dass das Holz zum Bearbeiten stets angehalten werden muss und entsprechend lange Fördereinrichtungen vorzusehen sind, wenn mehrere Bearbeitungseinrichtungen in Vorschubrichtung hintereinander angeordnet sind.In addition, defects can also be detected and repaired manually, which does not pay for a large-scale production, however. A major disadvantage of this known device is that the wood must always be stopped for processing and correspondingly long conveyors are provided when several processing facilities are arranged in the feed direction one behind the other.
[0005] Ausgehend von einem Stand der Technik der vorgeschilderten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erkennen und Korrigieren von Fehlstellen in Holz zu schaffen, die bei gegenüber dem Stand der Technik verkürzter Baulänge einen erhöhten Durchsatz an zu erkennenden und korrigierenden Fehlstellen ermöglicht.Based on a prior art of the pre-described type, the invention has for its object to provide a device for detecting and correcting defects in wood, which in comparison with the prior art shortened length increased throughput of recognizable and correcting defects allows.
[0006] Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass dem Portal wenigstens ein am Portal quer zur Förderrichtung verlagerbarer Führungsträger zugeordnet ist, entlang dessen in Förderrichtung ausgerichteter Führung ein Werkzeugschlitten verlagerbar ist.The invention solves this problem in that the portal is assigned at least one on the portal transversely to the conveying direction displaceable guide carrier along the direction aligned in the conveying direction a tool carriage is displaced.
[0007] Gemäß der Erfindung ist das die Fördereinrichtung überspannende Portal vorzugsweise ortsfest gegenüber der Fördereinrichtung angeordnet und erfolgt eine Bewegung des Werkzeuges quer zur Vorschubrichtung durch ein Verfahren des wenigstens einen am Portal quer zur Fördereinrichtung verlagerbaren Führungsträgers, wohingegen eine Verlagerung des Werkzeugschlittens in Vorschubrichtung entlang des quer vom Portal abragenden und entlang des Portals verlagerbaren Führungsträgers mit einem gesonderten Vorschub erfolgt. Der Werkzeugschlitten nimmt vorzugsweise eine Dosiereinheit, Mischeinheit bzw. Ausbesserungseinheit auf, welche eine etwaige Fehlstellen mit einer aushärtenden Füllmasse, beispielsweise einem Harz od. dgl., ausfüllt, oder aber er trägt eine mechanische Bearbeitungseinheit, Dübelsetzeinheit, Flickensetzeinheit od. dgl. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Fördereinrichtung zum Ausbessern der jeweiligen Fehlstelle nicht mehr angehalten werden muss, wodurch sich der Durchsatz der Vorrichtung erheblich erhöht. Es kann lediglich erforderlich sein, die Vorschubgeschwindigkeit an eine Fehlstellenanordnung, -große und/oder -anzahl 1/10 österreichisches Patentamt AT507 776B1 2010-08-15 anzupassen.According to the invention, the conveyor spanning portal is preferably arranged stationary relative to the conveyor and takes place a movement of the tool transversely to the feed direction by a method of at least one portal movable transversely to the conveyor guide carrier, whereas a displacement of the tool carriage in the feed direction along the transversely projecting from the portal and along the portal displaceable guide carrier takes place with a separate feed. The tool carriage preferably accommodates a metering unit, mixing unit or repair unit which fills any defects with a hardening filling material, for example a resin or the like, or it carries a mechanical processing unit, plug setting unit, patch setting unit or the like. A significant advantage The invention resides in the fact that the conveyor device no longer has to be stopped for repairing the respective defect, which considerably increases the throughput of the device. It may only be necessary to adapt the feed rate to a fault location, size and / or number of defects.
[0008] Sind zudem wenigstens zwei Führungsträger je Portal vorgesehen, so können problemlos zwei, oder auch beim Vorsehen mehrerer Führungsträger mehrere Fehlstellen, die insbesondere an einem Holzstück oder an mehreren nebeneinandergereihten, gegebenenfalls in Förderrichtung zueinander versetzt angeordneten, Holzstücken auftreten, ohne ein Anhalten der Fördereinrichtung versorgt werden.In addition, if at least two guide carriers per portal provided so easily two, or even when providing a plurality of guide support multiple defects, especially on a piece of wood or at several juxtaposed, optionally staggered in the conveying direction arranged, pieces of wood occur without stopping the Conveyor to be supplied.
[0009] Eine weitere diesbezügliche Verbesserung ergibt sich, wenn dem Portal zwei Querführungen für Führungsträger zugeordnet sind, wobei eine Querführung wenigstens einen gegen die Förderrichtung und die andere Querführung wenigstens einen in die Förderrichtung vom Portal abragenden Führungsträger umfasst. Damit können in Förderrichtung beispielsweise zwei Gruppen an Werkzeugen vorgesehen werden, die für sich entlang der Querführung verlagerbar sind. Mit einer auf diese Art und Weise möglichen Erhöhung der Anzahl an Werkzeugen können beispielsweise unterschiedliche Arten und Farben an Ausbesserungsmaterialien mit einer Vorrichtung gleichermaßen angewendet werden. Dies insbesondere dann, wenn je Querführung wenigstens zwei vorzugsweise mehrere Führungsträger vorgesehen sind. Dadurch können beispielsweise dunkle und helle Fehlstellen im Holz gleichermaßen in vorteilhafter Weise mit entsprechenden Ausbesserungsmitteln behandelt werden.A further improvement in this respect results if the portal two transverse guides are assigned to guide carrier, wherein a transverse guide comprises at least one against the conveying direction and the other transverse guide at least one projecting in the conveying direction of the portal guide carrier. Thus, for example, two groups of tools can be provided in the conveying direction, which are displaceable for themselves along the transverse guide. With a possible increase in the number of tools in this way, for example, different types and colors of repairing materials can be equally applied to a device. This is especially true if at least two preferably several guide carriers are provided for each transverse guide. As a result, dark and light imperfections in the wood, for example, can equally advantageously be treated with appropriate repair agents.
[0010] Der Erfindung liegt der wesentliche Vorteil zugrunde, dass eine derartige Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik weniger Bauraum benötigt, insbesondere eine wesentliche kürzere Baulänge aufweist, da die Bearbeitungseinheiten sowohl in Serie als auch parallel zueinander an einem Portal angeordnet sind und gegebenenfalls sogar alle Werkzeuge gleichzeitig an einem Werkstück arbeiten können. Ein Werkzeug umfasst beispielsweise eine mechanische Bearbeitungseinheit, Dübelsetzeinheit, Flicksetzeinheit od. dgl. bzw. eine Dosiereinheit, Mischeinheit oder Ausbesserungseinheit für eine aushärtende Masse.The invention is based on the significant advantage that such a device compared to the prior art requires less space, in particular has a significantly shorter length, since the processing units are arranged both in series and parallel to each other on a portal and possibly even all Tools can work simultaneously on a workpiece. A tool comprises, for example, a mechanical processing unit, dowel setting unit, patching unit or the like, or a dosing unit, mixing unit or repair unit for a hardening compound.
[0011] Das Ausbessern der Fehlstellen erfolgt im Durchlauf, also insbesondere ohne Anhalten der Fördereinrichtung, wobei die Bearbeitungseinheiten mit mindestens zwei Freiheitsgraden, in und quer zur Fördereinrichtung ausgestattet sind. Dass das Werkzeug zudem senkrecht gegen die Fördereroberfläche anstellbar sein kann, versteht sich von selbst.The patching of the defects is carried out in the run, ie in particular without stopping the conveyor, wherein the processing units are equipped with at least two degrees of freedom, in and across the conveyor. It goes without saying that the tool can also be mounted vertically against the conveyor surface.
[0012] Ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei dem die Fehlstellen von auf einem Längsförderer aufliegenden Hölzern zuerst von einem Sensor erkannt, vermessen und die Daten zwischengespeichert werden, wonach die Fehlstellen mit einem in Förderrichtung dem Sensor nachgeordneten Werkzeug ausgebessert werden zeichnet sich dadurch aus, dass die Messdaten der vom Sensor aufgenommene Fehlstellen mit im Speicher abgelegten Messdaten, insbesondere Referenzdaten, abgeglichen werden und aus dem Abgleich die zum Ausbessern erforderliche Materialmenge errechnet und den aufgenommenen Messdaten zugeordnet wird und dass das Ausbessern der Fehlstellen bei laufender Fördereinrichtung erfolgt und das Werkzeug zum Ausbessern einer jeweiligen Fehlstelle gegenüber der bewegten Fehlstelle verlagert wird.A method for operating a device according to the invention, in which the defects of wood resting on a longitudinal conveyor first detected by a sensor, measured and the data are cached, after which the defects are repaired with a downstream in the conveying direction tool is characterized from that the measured data of the defects recorded by the sensor with measured values stored in the memory, in particular reference data, are adjusted and calculated from the adjustment the amount of material required for mending and assigned to the recorded measurement data and that the mending of the defects occurs while the conveyor is running and the tool for repairing a respective defect relative to the moving defect is displaced.
[0013] Um dabei den Einsatz an Ausbesserungsmaterialien möglichst gering zu halten, werden die Messdaten der vom Sensor aufgenommenen Fehlstellen mit im Speicher abgelegten Messdaten, insbesondere Referenzdaten, abgeglichen und wird aus dem Abgleich die zum Ausbessern der jeweiligen Fehlstelle erforderliche Mindestmaterialmenge errechnet und den aufgenommenen Messdaten zugeordnet. Dieses System ist insbesondere selbstlernend auszuführen, wodurch, beispielsweise nach einem zusätzlichen Vermessen der Fehlstelle nach einem Bearbeiten und einem Vergleich der vor und nach der Ausbesserung aufgenommenen Daten, etwaige Korrekturen in den Referenzdaten automatisch oder manuell vorgenommen werden können bzw. neue Referenzdaten hinzugefügt werden.In order to keep the use of repair materials as low as possible, the measurement data of the sensor recorded defects with stored in the memory measurement data, in particular reference data, adjusted and is calculated from the adjustment required for repairing the respective defect minimum amount of material and the recorded measurement data assigned. In particular, this system is self-learning, whereby, for example, after an additional measurement of the defect after editing and comparing the data recorded before and after the correction, any corrections in the reference data can be made automatically or manually or new reference data can be added.
[0014] Durch diese Maßnahme lässt sich die Bearbeitungsgeschwindigkeit erheblich verbessern. Zudem kann dabei die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung in Abhängigkeit der Anzahl der auszubessernden Fehlstellen und der Anzahl der vorhandenen Werkzeuge im Sinne einer Erzielung einer maximalen Förderleistung eingestellt werden. 2/10 österreichisches Patentamt AT507 776B1 2010-08-15 [0015] Da eine möglichst hohe Produktionsgeschwindigkeit erreicht werden soll, empfiehlt es sich, wenn für die aufgenommenen Messdaten in Abhängigkeit der jeweiligen Lage und der errechneten zum Ausbessern der jeweiligen Fehlstelle erforderlichen Materialmenge und der dafür erforderlichen Ausbesserungszeit jene Kombination an Bearbeitungsfolge gewählt wird, mit der eine maximale Fördereinrichtungsvorschubgeschwindigkeit erzielt wird. Der Rechner variiert dabei insbesondere alle möglichen Bearbeitungsreihenfolgen der vom Sensor aufgenommenen und vermessenen Fehlstellen und wählt jene aus, mit der die größte Vorschubsgeschwindigkeit erzielt werden kann, welche dann von einer entsprechenden Steuerung vorgegeben wird. Dazu ist es erforderlich, dass die Recheneinheit nicht nur sämtliche Daten bzw. Lagen von Fehlstellen, sondern auch der Werkzeuge kennt.By this measure, the processing speed can be significantly improved. In addition, the conveying speed of the conveying device can be adjusted depending on the number of defects to be repaired and the number of available tools in terms of achieving a maximum delivery rate. Since the highest possible production speed is to be achieved, it is advisable if the quantity of material required for the recorded measurement data depends on the respective position and the calculated quantity of material required for repairing the respective defect For this required repair time, that combination of machining sequence is selected with which a maximum conveyor feed rate is achieved. The computer varies in particular all possible processing sequences of the sensor recorded and measured defects and selects those with the largest feed rate can be achieved, which is then specified by a corresponding control. For this it is necessary that the arithmetic unit not only knows all data or positions of defects, but also the tools.
[0016] Vorteilhafte Verhältnisse ergeben sich, wenn der Sensor die Farbe des die Fehlstelle umgebenden Materials erkennt, der Rechner die Farbe eines verfügbaren Füllmaterials bestimmt und im Speicher der Fehlstelle zuordnet, wonach der Fehlstelle zum Ausbessern ein Werkzeug mit einer geeigneten Ausbesserungsmaterialfarbe zugewiesen und bei der Berechnung der Vorschubsgeschwindigkeit berücksichtigt wird.Advantageous conditions arise when the sensor detects the color of the material surrounding the defect, the computer determines the color of an available filler and assigns the memory of the defect, after which the defect for mending a tool assigned with a suitable repair material color and in the Calculation of the feed rate is taken into account.
[0017] Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Hölzer in Bewegung bearbeitet werden und die Vorschubgeschwindigkeit während dieser Bearbeitung derart variabel eingestellt bzw. gewählt wird, dass ein möglichst großer Durchsatz erzielt wird. Dazu wertet eine Rechnereinheit die Sensordaten und die Daten aus der Fehlererkennung sowie gegebenenfalls zusätzliche Daten eines Bedieners mit Algorithmen derart aus, dass eben diese maximale Förderleistung erreicht wird. Mit der Erfindung ist es möglich eine Vielfalt an Produkten und Produktvarianten gleichermaßen in einer Vorrichtung zu bearbeiten, ohne erhebliche Umrüstzeiten der Vorrichtung in Kauf nehmen zu müssen. Mit der Erfindung wird zudem die Prozesssicherheit erhöht, wobei durch entsprechende Algorithmen die optimale Dosiermenge, die optimale Arbeitsgeschwindigkeit der Bearbeitungseinheiten sowie die Bearbeitungsreihenfolge und die Aufteilung der nötigen Arbeiten auf die einzelnen Bearbeitungseinheiten so errechnet wird, dass die Vorschubgeschwindigkeit des zu bearbeitenden Produkts maximal wird.Essential to the invention is that the woods are processed in motion and the feed rate during this processing is set so variable or selected so that the highest possible throughput is achieved. For this purpose, a computer unit evaluates the sensor data and the data from the error detection and possibly additional data of an operator with algorithms in such a way that just this maximum capacity is achieved. With the invention it is possible to process a variety of products and product variants alike in one device, without having to accept considerable changeover times of the device. With the invention, the process reliability is also increased, being calculated by appropriate algorithms, the optimal Dosiermenge, the optimal operating speed of the processing units and the processing sequence and the division of the necessary work on the individual processing units so that the feed rate of the product to be processed is maximum.
[0018] In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Es zeigen [0019] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Schrägansicht, [0020] Fig. 2 die Vorrichtung aus Fig. 1 in Draufsicht, [0021] Fig. 3 die Vorrichtung aus Fig. 1 und 2 in Seitenansicht, [0022] Fig. 4 die Vorrichtung aus Fig. 1 bis 3 in Vorderansicht und [0023] Fig. 5 ein Funktionsschema einer erfindungsgemäßen Anlage.In the drawing, the invention is illustrated schematically using an exemplary embodiment. 1 shows a device according to the invention in an oblique view, [0020] FIG. 2 shows the device from FIG. 1 in plan view, [0021] FIG. 3 shows the device from FIGS. 1 and 2 in a side view, [0022] FIG 4 shows the device from FIGS. 1 to 3 in a front view, and [0023] FIG. 5 shows a functional diagram of a system according to the invention.
[0024] Eine Vorrichtung zum Erkennen und Korrigieren von Fehlstellen in Holz umfasst einen Fehlstellen erkennenden und messenden Sensor 1 der einem Förderband 2 ebenso zugeordnet ist, wie ein mehrere Ausbesserungswerkzeuge 3 tragendes Portal 4, welches das Förderband 2 überspannt. Das zu prüfende Holz, im dargestellten Ausführungsbeispiel Holzlatten 5, liegen auf der Fördereroberfläche 6 auf und werden mit dem Förderband 2 zuerst durch den Scanner 1 verlagert und an schließend den Bearbeitungswerkzeugen 3 zugeführt. Die einzelnen Bearbeitungswerkzeuge 3 sind rechnergesteuert entlang wenigstens zweier, vorzugsweise dreier, Achsen bezüglich der Förderoberfläche 6 mit Vorschüben verlagerbar.A device for detecting and correcting defects in wood comprises a defect detecting and measuring sensor 1 which is associated with a conveyor belt 2 as well as a multiple repair tools 3 supporting portal 4, which spans the conveyor belt 2. The wood to be tested, in the illustrated embodiment wooden slats 5, are on the conveyor surface 6 and are first shifted with the conveyor belt 2 by the scanner 1 and fed to the processing tools 3 closing. The individual processing tools 3 are computer-controlled along at least two, preferably three, axes with respect to the conveying surface 6 with feeds displaceable.
[0025] Um einerseits mehrere Fehlstellen gleichzeitig ausbessern zu können ohne anderseits das Förderband 2 zum Ausbessern der Fehlstellen 2 anhalten zu müssen, sind die Werkzeuge 3 auf einem die Fördereinrichtung 2 quer zur Förderrichtung 7 überspannendes Portal 4 angeordnet, wobei dem Portal 4 mehrere quer zur Förderrichtung 7 verlagerbare Führungsträger 8 zugeordnet sind, entlang deren in Förderrichtung 7 ausgerichteten Führungen 9 je ein Werkzeugschlitten 10 verlagerbar ist. Damit ist gewährleistet, dass das Holz 5 während es unter Vorschub unter dem Portal 4 durchgeführt wird mit den Ausbesserungswerkzeugen 3 bearbeitet werden kann, wobei das Werkzeug 3 entlang der Führungen 9 und der Portalführung 11 einer 3/10On the one hand to be able to repair several defects at the same time without having to stop the conveyor belt 2 for patching the defects 2, the tools 3 are arranged on a conveyor 2 transversely to the conveying direction 7 spanning portal 4, the portal 4 more across the Direction 7 displaceable guide carrier 8 are assigned along the aligned in the conveying direction 7 guides 9 each a tool slide 10 is displaced. This ensures that the wood 5 while it is performed under feed under the portal 4 can be edited with the repair tools 3, wherein the tool 3 along the guides 9 and the portal guide 11 of a 3/10
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